Формирователь импульсов для управления тиристорным коммутатором

 

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к преобразовательной технике. Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможностей формирователя путем управления тиристорным коммутатором при помощи импульсов, синхронизированных с током нагрузки, или импульсов, сформированных с использованием напряжения питания и тока нагрузки. Формирователь импульсов содержит источник 1 переменного напряжения, тиристорный коммутатор 2, нагрузку 4, датчик 5 напряжения, источник 6 опорных напряжений, компаратор 9 напряжений, шину 10 логической "1", элементы И-НЕ 11, 12, формирователь 14 импульса при включении источника питания, D-триггер 19 и выходные блоки 20, 23. С целью достижения цели изобретения в устройство введены преобразователь 3 тока в напряжение, компараторы 7, 8 и 13 напряжения, элементы И 15, 16, 21, 22, элемент ИЛИ 19, трехпозиционный двухполюсный переключатель 18, что позволяет формировать импульсы с использованием напряжения питания и тока нагрузки или импульсы, синхронизированные с током нагрузки. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 К 17/56, 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

»

»

0

О

0с ): .Ъ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4702845/21

{22) 09,06.89 (46) 30.06.91. Бюл. М 24 (71) Институт проблем энергосбережения

АН УССР .(72) А.M.Mèxàéäoâ, Ю.Я.Рыбальченко и

Д.В.Холмский (53) 621.372 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1330746, кл. Н 03 К 17/56, 1986, Авторское свидетельство СССР

М 1354410, кл. Н 03 К 17/56, 1986, (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ

УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ KQMMYTATOPOM (57) Изобретение относится к импульсной технике, в частности к преобразовательной технике. Цель изобретения состоит в расширении функциональных воэможностей формирователя путем управления тиристорным коммутатором при помощи импульсов, син„„Я2„„1660167 A 1 хронизированных с током нагрузки, или импульсов, сформированных с использованием напряжения питания и тока нагрузки.

Формирователь импульсов содержит источник 1 переменного напряжения, тиристорный коммутатор 2, нагрузку 4, датчик 5 напряжения, источник 6 опорных напряжений, компаратор 9 напряжений, шину 10 логической "1", элементы И вЂ” НЕ 11, 12, формирователь 14 импульса при включении источника питания, D -триггер 19 и выходные блоки 20, 23. С целью достижения цели изобретения в устройство введены преобразователь 3 тока в напряжение, компараторы 7, 8 и 13 напряжения, элементы И 15, 16, 21, 22, элемент ИЛИ 19., трехпозиционный двухполюсный переключатель 18, что позволяет формировать импульсы с использованием напряжения питания и тока нагрузки или импульсы, синхронизированные с током нагрузки. 2 ил.

1660167

Изобретение относится к импульсной технике и электронике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано, например, в преобразователях переменного напряжения в переменное, а также в различных устройствах автоматики, Целью изобретения является,расширение функциональных возможностей путем формирования управляющих импульсов, синхронизированных с током нагрузки, с, напряжением источника питания, а также их комбинации.

На фиг.1 приведена функциональная схема формирователя импульсов для управления тиристорным коммутатором; на фиг,2 — временные диаграммы токов и напряжений в различных точках этой схемы, иллюстрирующие его работу, когда пере ключатель находится в первом положении.

Формирователь импульсов для управления тиристорным коммутатором содержит источник 1 переменного напряжения, тиристорный коммутатор 2, преобразователь 3 тока в напряжение, нагрузку4,датчик

5 напряжения, источник 6 опорных напряжений, компараторы 7 — 9 и 13 напряжения, шину 10 логической "1", элементы И вЂ” НЕ 11 и 12, формирователь 14 импульса при включении источника питания, элементы И 15, 16, 21 и 22, элемент ИЛИ 17, трехпозиционный двухполюсный переключатель 18, 0триггер 19, выходные блоки 20 и 23 (U>— напряжение источника питания нагрузки;

if — напряжение на выходе преобразователя 3 тока в напряжение; t — время), В формирователе датчик 5 напряжения включен параллельно источнику 1 переменного напряжения, к которому подключена нагрузка 4. И н верти рующий вход первого компаратора 9 напряжения соединен с первым выходом источника 6 опорных напряжений, а неинвертирующий.— с выходом датчика 5 напряжения. Вход формирователя импульса при включении источника питания соединен с шиной 10, R-вход 0-триггера

19 соединен с выходом формирователя 14 импульса при включении источника пита, ния, Выходы первого 20 и второго 23 выходных блоков соединены соответственно с первым и вторым входами тиристорного коммутатора 2, выход преобразователя 3 тока в напряжение соединен через нагрузку 4, источник 1 переменного напряжения и тиристорный коммутатор 2 с его входом, а его второй выход соединен с инвертирующим входом второго 7 и неинвертирующим входом третьего 8 компараторов напряжения, второй, третий, четвертый выходы источника 6 опорных напряжений соединены соот45 В качестве преобразователя тока в напряжение могут быть использованы, например, шунт. трансформатор тока, нагруженный на небольшое активное со. противление, трансреактор и т.д. Выходные

50 блоки формирователя могут быть выполнены аналогично прототипу или по другим известным схемам.

Предлагаемый формирователь работает в трех режимах, которые выбираютса с 55 помощью переключателя 18. В, первом и втором положениях переключателя синхронизация управляющих импульсов осуществляется по току нагрузки; в третьем положении — по напряжению источника питания нагрузки.

40 ветственно с неинвертирующим входом второго, с инвертирующим входом третьего, с неинвертирующим входом четвертого компараторов 7, 8 и 13 напряжений. При этом инвертирующий вход компаратора 13 напряжений соединен с выходом датчика 5 напряжения, выход второго компаратора 7 напряжения соединен с первым входом первого элемента И-НЕ 11, выход третьего компаратора 8 соединен с первым входом второго элемента И вЂ” НЕ 12, вторые входы первого и второго элементов И вЂ” НЕ 11 и 12 соединены с шиной 10 логической "1", выходы первого и второго элементов И-НЕ 11, 12 соединены с первыми входами первого 15 и второго 16 элементов И и с первыми неподвижными контактами трехпозиционного двухполюсного переключателя 18, а выходы первого 15 и второго 16 элементов И соединены соответственно с вторыми неподвижными контактами первого и второго полюсов переключателя 18, Выход первого компаратора 9 напряжения соединен с первым входом логического элемента ИЛИ 17, с вторым входом первого логического элемента И 15 и с третьим неподвижным контактом второго полюса переключателя 18.

Выход четвертого компаратора 13 напряжения соединен с вторым входом логического элемента ИЛИ 17, с вторым входом второго элемента И 16 и с третьим неподвижным контактом первого полюса переключателя

18. Вход S 0-триггера 19 соединен с общей шиной, вход С вЂ” с шиной 10 логической "1", вход С вЂ” с выходом элемента ИЛИ 17, а его прямой выход- с первыми входами третьего

21 и четвертого 22 элементов И, подвижные контакты первого и второго полюсов переключателя 18 соединены соответственно с вторыми входами третьего 21 и четвертого

22 элементов И, выходы которых соединены соответственно с входами первого 20 и второго 23 выходных блоков формирователя.

1бб0167

Допустим, что переключатель 18 находится в первом положении, а напряжение источника питания нагрузки Ut появляется в момент времени t<> (фиг,2а), По первому переходу через нуль напряжения U>, которому соответствует также первый переход из "1" в "0" сигнала с выхода элемента ИЛИ

17, на прямом выходе О-триггера 19 и на первых входах элементов И 21 и 22 появляется сигналов лог.. "1" (фиг.2м). В этом случае сигналы на выходах элементов И 21 и 22, соответственно, на выходах блоков 20 и 23 и на управляющих электродах тиристоров определяются сигналами на вторых входах элементов И 21 и 22 (фиг.2н„о).

В промежутке времени от to до tz ток нагрузки отсутствует и на выходах-преобразователя 3 тока в напряжение (фиг.2а) и компараторов 7 и 8 напряжения (фиг.2д, г) присутствует сигнал nor. "0". При этом на выходах элементов И вЂ” НЕ 11 и 12 и на первых входах элементов И 15 и 16 (фиг.2з,ж), . на первых входах и выходах переключателя

18, а также на вторых входах элементов И

21 и 22 устанавливается сигнал лог. "1". Сигналы лог. "1" на выходах элементов И 21 и

22 (фиг.2н,с) и на выходах блоков 20 и 23 формируются только после первого перехода через нуль напряжения Ut. Согласно диаграмме (фиг.2а) вначале отпирается тиристор, пропускающий ток положительной полярности, затем тиристор отрицательной полярности, . Таким образом, осуществляется самозапуск схемы формирователя . Длительность управляющих импульсОв без учета зон срабатывания компараторов напряжения равна длительности полуволны тока на грузки.

Во втором положении переключателя

18 сигналы на вторые входы элементов И 21 и 22 поступают с выходов И 15 и 16 (фиг.2и,к). На выходах элементов И 21 и 22 эти сигналы повторяются, В данном случае длительности управляющих импульсов в зависимости от характера активно-индуктивной нагрузки может изменяться в пределах от Т!4.до Т/2, Такое управление тиристорами может быть использовано, например, в преобразователях перемен, ного напряжения в переменное с дискретным переключением ответвлений силового трансформатора, которое обеспечивает коммутацию тиристоров без бросков токов

v перенапряжений;

В третьем положении переключателя 18 на первые входы элементов И 21. и 22 сигналы поступают с выходов компараторов 9 и

13 напряжений. При этом импульсы управления тиристорами синхронизируются с напряжением U>, а их длительность составляет Т/2 (фиг,2б, в).

При использовании в качестве выходных блоков 20 и 23 известн ых (например, как у прототипа) по переднему фронту импульсов с выходов элементов И 21 и 22 может быть осуществлено также импульсно-фазовое управление тиристорным коммутатором, 5

Формула изобретения

Формирователь импульсов для управления тиристорным коммутатором, содержащий датчик напряжения, включенный параллельно источнику переменного напряжения, к которому подключена нагрузка, тиристорный коммутатор, шину логической

"1", первый компаратор напряжения, инвертирующий вход которого соединен с

20 первым выходом источника опорных напряжений, а неинвертирующий — с выходом датчика напряжения, первый и второй элементы И вЂ” НЕ, формирователь импульса при

25 включении источника питания, вход которого соединен с шиной логической "1", 0-триггер, R-вход которого соединен с выходом формирователя импульса при включении источника питания, первый и второй выход30 ные блоки, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами тиристорного коммутатора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него вве35 дены преобразователь тока в напряже ние, четыре элемента И, элемент ИЛИ, второй, третий и четвертый компараторы напряжений и трехпозиционный двухполюсный переключатель, причем выход пре40 образователя тока в напряжение соединен через нагрузку, источник переменного напряжения и тиристорный коммутатор с его входом, а его второй выход — с инвертирующим входом второго и неинвертирующим

45 входом третьего компараторов напряжения, второй, третий и четвертый выходы источника опорных напряжений соединены соответственно с неинвертирующим sxoдом второго, с инвертирующим входом

50 третьего, с неинвертирующим входом чет-. вертого компараторов напряжений, при. этом инвертирующий вход последнего соединен с выходом датчика напряжения, выход второго компаратора напряжения

55 соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, выход третьего компаратора — с первым входом второго элемента И вЂ” НЕ, вторые входы первого и второго элементов

И-НЕ соединены с шиной логической "1", выходы первого и второго элементов И-НЕ 1660167

Составитель. Е.Суров

Техред М.Моргентал

Редактор Е.Копча

Корректор Э.Лончакова

Заказ 1855 Тираж 491 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И и с первыми неподвижными контактами трехпозиционного двухполюсного переключателя, а выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с вторыми неподвижными контактами первого и второго полюсов переключателя, выход первого компаратора напряжения соединен с первым входом логического элемента ИЛИ, с вторым входом первого логического элемента И и с третьим неподвижным контактом второго полюса переключателя, выход четвертого компаратора напряжения соединен с вторыми входами логического элемента ИЛИ и второго элемента И и с третьим неподвижным контактом первого полюса переключателя, S-вход D-триггера соединен

5 с общей шиной, О-вход — с шиной логической "1", С-вход — с выходом элемента ИЛИ, а его прямой выход — с первыми входами третьего и четвертого элементов И, подвижные контакты первого и второго полюсов

10 . переключателя соединены соответственно с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго выходных блоков формирователя.